ერთ-ერთი მეცნიერული ბრწყინვალე გონის პატრონი.შექმნა შედევრები, "საიდუმლო სერობა", "მონა ლიზა", თუმცა უმეტეს დროს მეცნიერებას უთმობდა.მისი სფერო მოიცავდა ასტრონომიას, გეოგრაფიას, პალეონტოლოგიას, ბოტანიკას, გეოლოგიას, ზოოლოგიას, ჰიდროდინანიკას, ოპტიკას, აეროდინამიკასა დაანატომიას.მისი მნიშვნელოვანი კვლევები იყო მისი კვლევების მეთოდის მეთოდი, ბუნების რაციონალური, სისტემატიზებული შესწავლა ათასწლოვანი ცრურწმენების საწინააღმდეგოდ.თავიდანვე მან დასვა კითხვა:"როგორ დაფრინავს ჩიტი?"შემდეგ აკვირდებოდა ობიექტს და აკეთებდა ჩანაწერებს.საბოლოოდ კი დასკვნაც გამოიტანა.

კვლევამ აეროდინამიკაში გააკეთებინა საფრენი აპარატების, მრავალი ესკიზი, რომელსაც პრიმიტიული ვერტმფრენის მაგვარად შეეძლო ფრენა., 500 წლით ადრე, ვიდრე ეს რეალობად იქცეოდა.ასევე შექმნა პარაშუტი, 300 წლით ადრე და ქსოვილის ზომის განსაზღვრის მიზნით საჭირო გამოთვლები აწარმოა, რათა ადამიანის წონის ობიექტი უსაფრთხოდ დაშვებულიყო.მან ასევე გამოიგონა ველოსიპედი და ამწე.

ლეონარდომ შექმნა მთელი რიგი სამხედრო კატაპულტებისა და სხვა სასროლი მანქანის პროექტები.მან შეადგინა იარაღის ესკიზები, რომლებმაც ბევრად გაუსწრო დროს, მაგალითად:ხელყუმბარა, მორტირები, ტყვიამფრქვევების მსგავსი იარაღი, პრიმიტიული ტანკი და წყალქვეშა ნავი.